特許 6587068 カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6587068

(24)【登録日】2019年9月20日

(45)【発行日】2019年10月9日

(54)【発明の名称】カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/20 20060101AFI20191001BHJP

   G03F 7/11 20060101ALI20191001BHJP

   G03F 7/004 20060101ALI20191001BHJP

   G03F 7/027 20060101ALI20191001BHJP

   C08L 33/14 20060101ALI20191001BHJP

【ＦＩ】

   G02B5/20 101

   G03F7/11 503

   G03F7/004 505

   G03F7/027

   G03F7/11 502

   C08L33/14

【請求項の数】7

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2016-535851(P2016-535851)

(86)(22)【出願日】2015年6月25日

(86)【国際出願番号】JP2015068388

(87)【国際公開番号】WO2016013344

(87)【国際公開日】20160128

【審査請求日】2018年1月16日

(31)【優先権主張番号】特願2014-150974(P2014-150974)

(32)【優先日】2014年7月24日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000003986

【氏名又は名称】日産化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001999

【氏名又は名称】特許業務法人はなぶさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂口 崇洋

(72)【発明者】

【氏名】安達 勲

【審査官】 中山 佳美

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００８／０２９７０６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−０８０５８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２５６８６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２００９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２７１７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２９４７２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１８１４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２４１７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０９６９８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ５／２０

Ｃ０８Ｌ ３３／１４

Ｇ０３Ｆ ７／００４

Ｇ０３Ｆ ７／０２７

Ｇ０３Ｆ ７／１１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下記式（１）で表される構造単位を有するホモポリマー、酸化合物、溶剤及び樹脂組成物中の固形分の含有量に基づいて０質量％乃至３５質量％の架橋剤を含有し、そして該酸化合物が、スルホン酸化合物、カルボン酸化合物、スルホン酸エステル系熱酸発生剤又は有機オニウム塩系熱酸発生剤である、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物。

【化1】

（式中、Ｒ^０は水素原子又はメチル基を表し、Ｒ^１は置換基としてヒドロキシ基を少なくとも１つ有する炭素原子数１乃至６の炭化水素基を表し、前記炭素原子数１乃至６の炭化水素基はエーテル結合をさらに有してもよい。）

【請求項2】

前記式（１）で表される構造単位中のＲ^１は、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ジヒドロキシプロピル基、ジヒドロキシブチル基、−Ｃ_２Ｈ_４ＯＣ_２Ｈ_４ＯＨ基、−Ｃ_２Ｈ_４ＯＣ_２Ｈ_４ＯＣ_２Ｈ_４ＯＨ基、又は−Ｃ_３Ｈ_６ＯＣ_３Ｈ_６ＯＨ基を表す、請求項１に記載のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物。

【請求項3】

さらに前記カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物中の固形分の含有量に基づいて１質量％乃至３０質量％の架橋剤を含む請求項１又は請求項２に記載のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物。

【請求項4】

さらに界面活性剤を含む請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物。

【請求項5】

請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から得られるカラーフィルター下層膜。

【請求項6】

請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から得られる平坦化膜。

【請求項7】

基材上に請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を塗布し加熱してカラーフィルター下層膜を形成する工程、前記カラーフィルター下層膜上にカラーレジストを塗布し加熱してカラーレジスト膜を形成する工程、及び前記カラーレジスト膜に対し露光、現像及びリンスを行い、カラーレジストパターンを形成する工程を有する、カラーフィルターの形成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物に関する。より詳しくは、イメージセンサ、ディスプレイデバイス等のカラーフィルターを備えたデバイスにおいて、当該カラーフィルターの下地となる硬化膜及び平坦化膜を形成するために用いられる樹脂組成物に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等のデバイスは、カラーフィルターが欠かせない構成部品の一つになっている。

【0003】

一般に、カラーフィルターの保護及びカラーフィルター表面の凹凸を平滑化することを目的として、カラーフィルター上層には保護膜、平坦化膜といった透明樹脂膜が形成される。また、カラーフィルターと下地基板との密着性を向上させること、及び回路配線部、遮光膜、インナーレンズ等の存在に起因する凹凸を平滑化することを目的として、カラーフィルター下層にも透明樹脂膜が形成される。このような透明樹脂膜を形成するための組成物は、例えば特許文献１乃至特許文献４に開示されている。

【0004】

カラーフィルターの形成には、例えば、顔料又は染料を含有する、赤、緑及び青の３色のカラーレジストが一般的に用いられる。３色のカラーレジストを用いたカラーフィルターの形成方法は、まず第１色目のカラーレジストを塗布し、露光、現像、及び加熱処理を行い、第１色目のカラーレジストパターンを形成する。その後、第１色目のカラーレジストパターンと同様にして、第２色目及び第３色目のカラーレジストパターンを形成し、カラーフィルターを形成する。

【0005】

このようなカラーフィルター形成方法において、カラーフィルターの色再現性の劣化及びカラーフィルターを備えたデバイスの歩留まり低下を抑制するために、カラーレジストパターン形成時にカラーレジストの残渣の発生を抑えることが重要となる。

【0006】

前記透明樹脂膜上にカラーフィルターを形成する場合、前記のようなカラーレジストの残渣の発生を抑える特性が前記透明樹脂膜に要求される。しかしながら、従来の透明樹脂膜上でカラーレジストパターンを形成する場合、カラーレジストの残渣の発生を抑える特性は充分に満足できるものではなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０００−３４４８６６号公報

【特許文献2】特開２００８−０３１３７０号公報

【特許文献3】特許第４２２２４５７号

【特許文献4】国際公開第２０１３／００５６１９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、前記の事情に基づいてなされたものであり、その目的は、優れた耐溶剤性、耐熱性及び透明性を有する硬化膜を形成でき、該硬化膜上にカラーフィルターを形成する際にカラーレジストの残渣の発生を抑えることができるカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を提供することである。また、本発明の他の目的は、優れた耐溶剤性、耐熱性及び透明性を有するカラーフィルター下層膜及び平坦化膜を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明者らは、前記の課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は下記式（１）で表される構造単位を有するホモポリマー又はコポリマー、酸化合物、溶剤及び樹脂組成物中の固形分の含有量に基づいて０質量％乃至３５質量％の架橋剤を含有するカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物である。

【化1】

（式中、Ｒ^０は水素原子又はメチル基を表し、Ｒ^１は置換基としてヒドロキシ基を少なくとも１つ有する炭素原子数１乃至６の炭化水素基を表し、前記炭素原子数１乃至６の炭化水素基はエーテル結合をさらに有してもよい。）

【0010】

前記コポリマーは、前記式（１）で表される構造単位以外の構造単位をさらに有することができる。

【0011】

本発明はまた、前記カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から作製されるカラーフィルター下層膜又は平坦化膜である。

【0012】

本発明はまた、基材上に前記カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を塗布し加熱してカラーフィルター下層膜を形成する工程、前記カラーフィルター下層膜上にカラーレジストを塗布し加熱してカラーレジスト膜を形成する工程、及び前記カラーレジスト膜に対し露光、現像及びリンスを行い、カラーレジストパターンを形成する工程を有する、カラーフィルターの形成方法である。

【発明の効果】

【0013】

本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成されるカラーフィルター下層膜又は平坦化膜は、優れた耐薬品性、耐熱性及び透明性を有する。これにより、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成されるカラーフィルター下層膜又は平坦化膜は、その形成工程、又は配線等の周辺装置の形成工程において、溶剤、又は酸もしくはアルカリ溶液等の薬液に曝される処理や、スパッタリング、ドライエッチング、半田リフロー等の高温に曝される処理が行われる場合に、素子が劣化もしくは損傷する可能性を著しく減少できる。また、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物からカラーフィルター下層膜又は平坦化膜を形成し、その上にカラーレジストを塗布する場合には、カラーレジストとのミキシングの問題、カラーレジストの残渣発生の問題、及び上記薬液によるカラーフィルター下層膜又は平坦化膜の変形及び剥離といった問題も著しく減少できる。したがって、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物は、カラーフィルター下層膜及び平坦化膜を形成する材料として好適である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明は、特定のホモポリマー又はコポリマー、酸化合物及び溶剤を含有するカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物である。以下、各成分の詳細を説明する。本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から溶剤を除いた固形分は通常、０．０１質量％乃至５０質量％である。

【0015】

＜ポリマー＞
本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物に含まれるホモポリマー又はコポリマーは、前記式（１）で表される構造単位を有するポリマーである。ここで、コポリマーとは、２種以上のモノマーを重合して得られるポリマーを意味する。前記式（１）において、Ｒ^１が表す置換基としてヒドロキシ基を少なくとも１つ有する炭素原子数１乃至６の炭化水素基としては、例えば、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ジヒドロキシプロピル基、及びジヒドロキシブチル基が挙げられる。前記炭素原子数１乃至６の炭化水素基がエーテル結合をさらに有する場合、例えば、−Ｃ_２Ｈ_４ＯＣ_２Ｈ_４ＯＨ基、−Ｃ_２Ｈ_４ＯＣ_２Ｈ_４ＯＣ_２Ｈ_４ＯＨ基、及び−Ｃ_３Ｈ_６ＯＣ_３Ｈ_６ＯＨ基が挙げられる。

【0016】

前記式（１）で表される構造単位を形成する化合物（モノマー）としては、例えば、ヒドロキシメチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２，３−ジヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、３，４−ジヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、及びジプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレートが挙げられる。なお、これらの化合物は単独で使用しても、２種以上を組み合わせて使用してもよい。なお、本明細書において、（メタ）アクリレートはメタクリレート及びアクリレートを意味する。

【0017】

また、本発明においては、前記式（１）で表される構造単位以外の構造単位を含有することができる。そのような構造単位を形成する化合物（モノマー）としては、本発明の効果を損なわない限り特に制限は無く、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、アダマンチル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェネチル（メタ）アクリレート、γ−ブチロラクトン（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、エチルカルビトール（メタ）アクリレート、メトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシジプロピレングルコール（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、フェノキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−（２−ビフェニルオキシ）エチル（メタ）アクリレート、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、４−メチルスチレン、４−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、４−メトキシスチレン、４−シアノスチレン、４−ビニル安息香酸、４−ビニルビフェニル、２−ビニルナフタレン、４−フルオロスチレン、４−クロロスチレン、４−ブロモスチレン、インデン、マレイミド、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−エチルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−ベンジルマレイミド、Ｎ−（４−ヒドロキシフェニル）マレイミド、２−ヒドロキシエチルビニルエーテル、３−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、４−ヒドロキシブチルビニルエーテル、５−ヒドロキシペンチルビニルエーテル、６−ヒドロキシヘキシルビニルエーテル、４−ヒドロキシシクロヘキシルビニルエーテル、１，４−シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル及びジプロピレングリコールモノビニルエーテルが挙げられる。

【0018】

前記式（１）で表される構造単位を有するコポリマーにおいて、前記式（１）で表される構造単位の含有率を、前記コポリマーの構造単位を形成するモノマーの総質量に対する前記式（１）で表される構造単位を形成するモノマーの質量の質量％濃度で表すと、例えば１７質量％乃至１００質量％であり、好ましくは２０質量％乃至１００質量％である。

【0019】

前記ポリマーの重量平均分子量は通常、１，０００乃至２００，０００であり、好ましくは３，０００乃至１００，０００である。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により得られる値である。

【0020】

前記ホモポリマー又はコポリマーは、単独で使用しても、２種以上を組み合わせて使用してもよい。

【0021】

また、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物における前記ポリマーの含有量は、当該樹脂組成物中の固形分の含有量に基づいて通常、３０質量％乃至９９質量％であり、好ましくは５０質量％乃至９５質量％である。

【0022】

本発明において、前記ポリマーを得る方法は特に限定されないが、一般的には、前記式（１）で表される構造単位を形成する化合物（モノマー）、並びに所望により前記化合物以外の化合物（モノマー）を、重合開始剤存在下の溶剤中において、通常５０℃乃至１２０℃の温度下で重合反応させることにより得られる。このようにして得られるポリマーは、通常、溶剤に溶解した溶液状態であり、この状態で単離することなく、本発明の樹脂組成物に用いることもできる。

【0023】

また、上記のようにして得られたポリマーの溶液を、攪拌させたヘキサン、ジエチルエーテル、トルエン、メタノール、水等の貧溶媒に投入して当該ポリマーを再沈殿させ、生成した沈殿物をデカンテーション又はろ過し、必要に応じて洗浄後、常圧又は減圧下で常温乾燥又は加熱乾燥することで、当該ポリマーをオイル状物又は粉体とすることができる。このような操作により、前記ポリマーと共存する重合開始剤や未反応化合物を除去することができる。本発明においては、前記ポリマーのオイル状物又は粉体をそのまま用いてもよく、あるいはそのオイル状物又は粉体を、例えば後述する溶剤に再溶解して溶液の状態として用いてもよい。

【0024】

＜酸化合物＞
本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物に含まれる酸化合物は、例えば、ｐ−トルエンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸一水和物、トリフルオロメタンスルホン酸、ピリジニウムｐ−トルエンスルホナート、カンファースルホン酸、５−スルホサリチル酸、５−スルホサリチル酸二水和物、４−クロロベンゼンスルホン酸、４−クロロベンゼンスルホン酸一水和物、４−ヒドロキシベンゼンスルホン酸、４−ヒドロキシベンゼンスルホン酸一水和物、ベンゼンジスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸一水和物、２−ナフタレンスルホン酸、２−ナフタレンスルホン酸一水和物等のスルホン酸化合物、サリチル酸、クエン酸、安息香酸、ヒドロキシ安息香酸等のカルボン酸化合物、２，４，４，６−テトラブロモシクロヘキサジエノン、ベンゾイントシレート、２−ニトロベンジルトシレート、４−ニトロベンジルトシレート、ｐ−トルエンスルホン酸イソプロピル、ｐ−トルエンスルホン酸ｔｅｒｔ−ブチル、ｐ−トルエンスルホン酸シクロヘキシル等のスルホン酸エステル系熱酸発生剤、及びＴＡ−１００、ＴＡ−１２０、ＴＡ−１６０（以上、サンアプロ（株）製）、Ｋ−ＰＵＲＥ〔登録商標〕ＴＡＧ−２６８９、同ＴＡＧ−２６９０、同ＣＸＣ−１６１４、同ＣＸＣ−１７３８（以上、Ｋｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．製）、サンエイド〔登録商標〕ＳＩ−１１０Ｌ、同ＳＩ−１８０Ｌ（以上、三新化学工業（株）製）等の有機オニウム塩系熱酸発生剤が挙げられる。これらの酸化合物は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

【0025】

また、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物における前記酸化合物の含有量は、当該樹脂組成物中の固形分の含有量に基づいて通常、０．１質量％乃至２０質量％であり、好ましくは０．２質量％乃至１５質量％である。

【0026】

本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物の調製方法は、特に限定されないが、例えば、前記式（１）で表される構造単位を有するホモポリマー又はコポリマーを溶剤に溶解し、この溶液に酸化合物を所定の割合で混合し、均一な溶液とする方法が挙げられる。さらに、この調製方法の適当な段階において、必要に応じて、その他の添加剤を更に添加して混合する方法が挙げられる。

【0027】

前記溶剤としては、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物に含まれるホモポリマー又はコポリマーを溶解するものであれば特に限定されない。そのような溶剤としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、２−ヒドロキシ−３−メチルブタン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、２−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチルピロリドン、及びＮ−エチルピロリドンを挙げることができる。これらの溶剤は、単独で使用しても、２種以上を組み合わせて使用してもよい。

【0028】

前記溶剤の中でも、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を基板上に塗布して形成される塗膜のレベリング性の向上の観点から、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、２−ヘプタノン、乳酸エチル、乳酸ブチル、シクロペンタノン、シクロヘキサノン及びγ−ブチロラクトンが好ましい。

【0029】

また、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物は、当該組成物に含まれるホモポリマー又はコポリマー及び酸化合物によって硬化膜の形成が可能であるが、硬化性を向上させる目的でさらに架橋剤を含有することもできる。当該架橋剤としては、例えば、ヒドロキシメチル基置換フェノール化合物、及びアルコキシアルキル化されたアミノ基を有する化合物等を挙げることができる。これらの架橋剤は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

【0030】

前記ヒドロキシメチル基置換フェノール化合物としては、例えば、２−ヒドロキシメチル−４，６−ジメチルフェノール、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン、及び３，５−ジヒドロキシメチル−４−メトキシトルエン［２，６−ビス（ヒドロキシメチル）−ｐ−クレゾール］を挙げることができる。

【0031】

前記アルコキシアルキル化されたアミノ基を有する化合物としては、例えば、（ポリ）メチロール化メラミン、（ポリ）メチロール化グリコールウリル、（ポリ）メチロール化ベンゾグアナミン、（ポリ）メチロール化ウレア等の、一分子内に複数個の活性メチロール基を有する含窒素化合物であって、そのメチロール基中のヒドロキシ基の水素原子の少なくとも一つが、メチル基、ブチル基等のアルキル基によって置換された化合物を挙げることができる。

【0032】

前記アルコキシアルキル化されたアミノ基を有する化合物は、複数の置換化合物を混合した混合物である場合があり、一部自己縮合してなるオリゴマー成分を含む混合物も存在し、そのような混合物も使用することができる。より具体的には、例えば、ヘキサメトキシメチルメラミン（日本サイテックインダストリーズ（株）製、ＣＹＭＥＬ〔登録商標〕３０３）、テトラブトキシメチルグリコールウリル（日本サイテックインダストリーズ（株）製、ＣＹＭＥＬ〔登録商標〕１１７０）、テトラメトキシメチルベンゾグアナミン（日本サイテックインダストリーズ（株）製、ＣＹＭＥＬ〔登録商標〕１１２３）等のＣＹＭＥＬシリーズの商品、テトラメトキシメチルグリコールウリル（日本サイテックインダストリーズ（株）製、ＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ〔登録商標〕１１７４）等のＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫシリーズの商品、及びメチル化メラミン樹脂（（株）三和ケミカル製、ニカラック〔登録商標〕ＭＷ−３０ＨＭ、同ＭＷ−３９０、同ＭＷ−１００ＬＭ、同ＭＸ−７５０ＬＭ）、メチル化尿素樹脂（（株）三和ケミカル製、ニカラック〔登録商標〕ＭＸ−２７０、同ＭＸ−２８０、同ＭＸ−２９０）等のニカラックシリーズの商品、を挙げることができる。これらの架橋剤は、単独で使用しても、２種以上を組み合わせて使用してもよい。

【0033】

前記架橋剤が使用される場合、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物における架橋剤の含有量は、当該カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物中の固形分の含有量に基づいて、例えば３５質量％以下、好ましくは１質量％乃至３０質量％であり、又は１質量％乃至２０質量％であり、より好ましくは１質量％乃至１０質量％である。架橋剤の含有量が過剰であると、カラーフィルター下層膜上に観察されるカラーレジストの残渣が多くなる。

【0034】

また、本発明の樹脂組成物は、塗布性を向上させる目的で、界面活性剤を含有することもできる。当該界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤、エフトップ〔登録商標〕ＥＦ３０１、同ＥＦ３０３、同ＥＦ３５２（以上、三菱マテリアル電子化成（株）製）、メガファック〔登録商標〕Ｆ−１７１、同Ｆ−１７３、同Ｒ−３０、同Ｒ−４０、同Ｒ−４０−ＬＭ（以上、ＤＩＣ（株）製）、フロラードＦＣ４３０、同ＦＣ４３１（以上、住友スリーエム（株）製）、アサヒガード〔登録商標〕ＡＧ７１０、サーフロン〔登録商標〕Ｓ−３８２、同ＳＣ１０１、同ＳＣ１０２、同ＳＣ１０３、同ＳＣ１０４、同ＳＣ１０５、同ＳＣ１０６（旭硝子（株）製）、ＦＴＸ−２０６Ｄ、ＦＴＸ−２１２Ｄ、ＦＴＸ−２１８、ＦＴＸ−２２０Ｄ、ＦＴＸ−２３０Ｄ、ＦＴＸ−２４０Ｄ、ＦＴＸ−２１２Ｐ、ＦＴＸ−２２０Ｐ、ＦＴＸ−２２８Ｐ、ＦＴＸ−２４０Ｇ、ＤＦＸ−１８等のフタージェントシリーズ（（株）ネオス製）等のフッ素系界面活性剤、及びオルガノシロキサンポリマーＫＰ３４１（信越化学工業（株）製）を挙げることができる。これらの界面活性剤は、単独で使用しても、２種以上を組み合わせて使用してもよい。

【0035】

前記界面活性剤が使用される場合、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物における界面活性剤の含有量は、当該カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物中の固形分の含有量に基づいて、通常０．００１質量％乃至３質量％であり、好ましくは０．０１質量％乃至２質量％であり、より好ましくは０．１質量％乃至１質量％である。

【0036】

本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて、光安定剤、紫外線吸収剤、増感剤、可塑剤、酸化防止剤、密着助剤、消泡剤等の添加剤を含むことができる。

【0037】

＜カラーフィルター下層膜又は平坦化膜の作製方法＞
本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を用いたカラーフィルター下層膜又は平坦化膜の作製方法について説明する。基材（例えば、半導体基板、ガラス基板、石英基板、シリコンウエハー、及びこれらの表面に各種金属膜、平坦化膜等が形成された基板）上に、スピナー、コーター等の適当な塗布方法により本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を塗布後、ホットプレート、オーブン等の加熱手段を用いてベークして硬化させてカラーフィルター下層膜又は平坦化膜を作製する。ベーク条件は、ベーク温度８０℃乃至３００℃、ベーク時間０．３分乃至６０分間の中から適宜選択される。ベークは２ステップ以上処理してもよい。また、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成される膜の膜厚としては、例えば０．００１μｍ乃至１００μｍであり、好ましくは０．０１μｍ乃至１０μｍである。

【実施例】

【0038】

以下に実施例及び比較例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでない。
〔下記合成例で得られたポリマーの重量平均分子量の測定〕
ポリマーの分子量はＧＰＣ装置によって測定し、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド換算値として重量平均分子量Ｍｗを算出した。
ＧＰＣ装置：昭和電工（株）製ＧＰＣシステム（Ｓｈｏｄｅｘ〔登録商標〕ＧＰＣ−１０１）
カラム：Ｓｈｏｄｅｘ〔登録商標〕ＫＤ−８００ＲＨ、ＫＤ−８００ＲＬ、ＫＤ−８０３及びＫＤ−８０５
カラム温度：５０℃
溶離液：Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（添加剤として、臭化リチウム−水和物（ＬｉＢｒ・Ｈ_２Ｏ）が３０ｍｍｏｌ／Ｌ、リン酸・無水結晶（ｏ−リン酸）が３０ｍｍｏｌ／Ｌ、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）が１０ｍｌ／Ｌ）
流速：１．０ｍＬ／分
検量線作成用標準サンプル：東ソー（株）製 ＴＳＫ 標準ポリエチレンオキサイド（重量平均分子量（Ｍｗ）約９００，０００、１５０，０００、１００，０００、３０，０００）、及び、ポリマーラボラトリー社製 ポリエチレングリコール（ピークトップ分子量（Ｍｐ）約１２，０００、４，０００、１，０００）。測定は、ピークが重なるのを避けるため、９００，０００、１００，０００、１２，０００、１，０００の４種を混合したサンプル、及び１５０，０００、３０，０００、４，０００の３種を混合したサンプルの２サンプルを別々に測定。

【0039】

［ポリマーの合成］
＜合成例１＞
２−ヒドロキシエチルアクリレート４０．０ｇ及び２，２’−アゾビスイソブチロニトリル３．１ｇを乳酸エチル８０．１ｇに溶解させた後、この溶液を、乳酸エチル４９．２ｇを７０℃に保持したフラスコ中に４時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに１８時間反応させて、ポリマーの溶液（固形分濃度２５質量％）を得た。得られたポリマーの重量平均分子量Ｍｗは７，３００であった。

【0040】

＜合成例２＞
２−ヒドロキシエチルアクリレート８．０ｇ、メチルアクリレート３２．０ｇ及び２，２’−アゾビスイソブチロニトリル２．０ｇをプロピレングリコールモノメチルエーテル７８．０ｇに溶解させた後、この溶液を、プロピレングリコールモノメチルエーテル４８．０ｇを６５℃に保持したフラスコ中に４時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに１８時間反応させて、ポリマーの溶液（固形分濃度２５．０質量％）を得た。得られたポリマーの重量平均分子量Ｍｗは７，０００であった。

【0041】

＜合成例３＞
２−ヒドロキシエチルメタクリレート４０．０ｇ及び２，２’−アゾビスイソブチロニトリル３．０ｇをプロピレングリコールモノメチルエーテル８０．０ｇに溶解させた後、この溶液を、プロピレングリコールモノメチルエーテル４９．０ｇを７０℃に保持したフラスコ中に４時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに１８時間反応させて、ポリマーの溶液（固形分濃度２５質量％）を得た。得られたポリマーの重量平均分子量Ｍｗは２４，２００であった。

【0042】

＜合成例４＞
４−ヒドロキシブチルアクリレート４０．０ｇ及び２，２’−アゾビスイソブチロニトリル３．２ｇをプロピレングリコールモノメチルエーテル８０．２ｇに溶解させた後、この溶液を、プロピレングリコールモノメチルエーテル４９．４ｇを７０℃に保持したフラスコ中に４時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに１８時間反応させて、ポリマーの溶液（固形分濃度２５質量％）を得た。得られたポリマーの重量平均分子量Ｍｗは５，５００であった。

【0043】

＜合成例５＞
２−ヒドロキシプロピルアクリレート３０．２ｇ、ベンジルアクリレート１０．０ｇ及び２，２’−アゾビスイソブチロニトリル３．４ｇをプロピレングリコールモノメチルエーテル８０．９ｇに溶解させた後、この溶液を、プロピレングリコールモノメチルエーテル４９．８ｇを７０℃に保持したフラスコ中に４時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに１８時間反応させて、ポリマーの溶液（固形分濃度２５．０質量％）を得た。得られたポリマーの重量平均分子量Ｍｗは１３，５００であった。

【0044】

＜合成例６＞
スチレン８．０ｇ、グリシジルメタクリレート３２．０ｇ及び２，２’−アゾビスイソブチロニトリル２．４ｇをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７８．７ｇに溶解させた後、この溶液を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４８．５ｇを７０℃に保持したフラスコ中に４時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに１８時間反応させて、ポリマーの溶液（固形分濃度２５．０質量％）を得た。得られたポリマーの重量平均分子量Ｍｗは６，５００であった。

【0045】

＜合成例７＞
メチルメタクリレート４０．０ｇ、２−ヒドロキシエチルメタクリレート４．７ｇ、メタクリル酸２．４ｇ及び２，２’−アゾビスイソブチロニトリル３．１ｇをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート６１．２ｇに溶解させた後、この溶液を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート５５．７ｇを７０℃に保持したフラスコ中に４時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに１８時間反応させて、ポリマーの溶液（固形分濃度３０．０質量％）を得た。得られたポリマーの重量平均分子量Ｍｗは９，３００であった。

【0046】

＜合成例８＞
スチレン２５．０ｇ、２−ヒドロキシエチルアクリレート１０．１ｇ、２−［（３，５−ジメチルピラゾリル）カルボニルアミノ］エチルメタクリレート（カレンズ〔登録商標〕ＭＯＩ−ＢＰ（昭和電工（株）製））２７．４ｇ及び２，２’−アゾビスイソブチロニトリル２．８ｇをプロピレングリコールモノメチルエーテル６５．４ｇに溶解させた後、この溶液を、プロピレングリコールモノメチルエーテル３２．７ｇを７０℃に保持したフラスコ中に４時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに１８時間反応させて、ポリマーの溶液（固形分濃度４０．０質量％）を得た。得られたポリマーの重量平均分子量Ｍｗは２２，５００であった。

【0047】

＜合成例９＞
２，３−ジヒドロキシプロピルメタクリレート（ブレンマー〔登録商標〕ＧＬＭ（日油（株）製））４０．０ｇ及び２，２’−アゾビスイソブチロニトリル３．０ｇをプロピレングリコールモノメチルエーテル８０．０ｇに溶解させた後、この溶液を、プロピレングリコールモノメチルエーテル４９．０ｇを７０℃に保持したフラスコ中に４時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに１８時間反応させて、ポリマーの溶液（固形分濃度２５質量％）を得た。得られたポリマーの重量平均分子量Ｍｗは１９，４００であった。

【0048】

［カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物の調製］
＜実施例１＞
合成例１で得られたポリマーの溶液８．０ｇ及び酸化合物としてｐ−トルエンスルホン酸一水和物０．１ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル７２．０ｇ及び乳酸エチル２４．９ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。

【0049】

＜実施例２＞
合成例１で得られたポリマーの溶液８．０ｇ、酸化合物としてｐ−トルエンスルホン酸一水和物０．０２ｇ及び架橋剤としてテトラメトキシメチルグリコールウリル（ＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ〔登録商標〕１１７４（日本サイテックインダストリーズ（株）製））０．２ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル７６．１ｇ及び乳酸エチル２６．６ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。

【0050】

＜実施例３＞
合成例１で得られたポリマーの溶液８．０ｇ、酸化合物としてｐ−トルエンスルホン酸一水和物０．０２ｇ及び架橋剤としてメチル化メラミン樹脂（ニカラック〔登録商標〕ＭＷ−３９０（（株）三和ケミカル製））０．２ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル７６．１ｇ及び乳酸エチル２６．６ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。

【0051】

＜実施例４＞
合成例２で得られたポリマーの溶液８．０ｇ及び酸化合物としてピリジニウムｐ−トルエンスルホナート０．０２ｇ及び架橋剤としてテトラメトキシメチルグリコールウリル（ＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ〔登録商標〕１１７４（日本サイテックインダストリーズ（株）製））０．２ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル７０．１ｇ及び乳酸エチル３２．６ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。

【0052】

＜実施例５＞
合成例３で得られたポリマーの溶液８．０ｇ及び酸化合物としてピリジニウムｐ−トルエンスルホナート０．２ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル６９．５ｇ及び乳酸エチル３２．３ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。

【0053】

＜実施例６＞
合成例３で得られたポリマーの溶液８．０ｇ、酸化合物としてピリジニウムｐ−トルエンスルホナート０．２ｇ及び界面活性剤としてＤＦＸ−１８（（株）ネオス製）０．０１ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル６９．８ｇ及び乳酸エチル３２．５ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。

【0054】

＜実施例７＞
合成例３で得られたポリマーの溶液８．０ｇ、酸化合物としてピリジニウムｐ−トルエンスルホナート０．０２ｇ、架橋剤としてテトラメトキシメチルグリコールウリル（ＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ〔登録商標〕１１７４（日本サイテックインダストリーズ（株）製））０．２ｇ及び界面活性剤としてＤＦＸ−１８（（株）ネオス製）０．０１ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル７０．５ｇ及び乳酸エチル３２．８ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。

【0055】

＜実施例８＞
合成例４で得られたポリマーの溶液８．０ｇ及び酸化合物としてピリジニウムｐ−トルエンスルホナート０．２ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル６９．５ｇ及び乳酸エチル３２．３ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。

【0056】

＜実施例９＞
合成例４で得られたポリマーの溶液８．０ｇ、酸化合物としてピリジニウムｐ−トルエンスルホナート０．０２ｇ及び架橋剤としてテトラメトキシメチルグリコールウリル（ＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ〔登録商標〕１１７４（日本サイテックインダストリーズ（株）製））０．２ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル７０．１ｇ及び乳酸エチル３２．６ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。

【0057】

＜実施例１０＞
合成例５で得られたポリマーの溶液８．０ｇ及び酸化合物としてピリジニウムｐ−トルエンスルホナート０．２ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル６９．５ｇ及び乳酸エチル３２．３ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。

【0058】

＜実施例１１＞
合成例５で得られたポリマーの溶液８．０ｇ、酸化合物としてピリジニウムｐ−トルエンスルホナート０．０２ｇ及び架橋剤としてテトラメトキシメチルグリコールウリル（ＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ〔登録商標〕１１７４（日本サイテックインダストリーズ（株）製））０．２ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル７０．１ｇ及び乳酸エチル３２．６ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。

【0059】

＜実施例１２＞
合成例１で得られたポリマーの溶液８．０ｇ、酸化合物としてｐ−トルエンスルホン酸一水和物０．０２ｇ及び架橋剤としてテトラメトキシメチルグリコールウリル（ＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ〔登録商標〕１１７４（日本サイテックインダストリーズ（株）製））０．６ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル８９．９ｇ及び乳酸エチル３２．５ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。

【0060】

＜実施例１３＞
合成例１で得られたポリマーの溶液８．０ｇ、酸化合物としてｐ−トルエンスルホン酸一水和物０．０２ｇ及び架橋剤としてテトラメトキシメチルグリコールウリル（ＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ〔登録商標〕１１７４（日本サイテックインダストリーズ（株）製））０．８ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル９６．７ｇ及び乳酸エチル３５．５ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。

【0061】

＜実施例１４＞
合成例１で得られたポリマーの溶液８．０ｇ、酸化合物としてｐ−トルエンスルホン酸一水和物０．０２ｇ及び架橋剤としてテトラメトキシメチルグリコールウリル（ＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ〔登録商標〕１１７４（日本サイテックインダストリーズ（株）製））１．０ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル１０３．６ｇ及び乳酸エチル３８．４ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。

【0062】

＜実施例１５＞
合成例９で得られたポリマーの溶液８．０ｇ及び酸化合物としてｐ−トルエンスルホン酸一水和物０．２ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル６９．５ｇ及び乳酸エチル３２．３ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。

【0063】

＜実施例１６＞
合成例９で得られたポリマーの溶液８．０ｇ及び酸化合物としてＫ−ＰＵＲＥ〔登録商標〕ＴＡＧ−２６８９（Ｋｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．製）０．１ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル６６．０ｇ及び乳酸エチル３０．９ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。

【0064】

＜比較例１＞
合成例６で得られたポリマーの溶液７．０ｇ、エポキシ樹脂ｊＥＲ〔登録商標〕８２８（三菱化学（株）製）０．４ｇ及び酸化合物としてサンエイド〔登録商標〕ＳＩ−１００Ｌ（γ−ブチロラクトン溶液、固形分濃度４９質量％）（三新化学工業（株）製）０．０８ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート８９．１ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。

【0065】

＜比較例２＞
合成例７で得られたポリマーの溶液７．０ｇ及び架橋剤としてメチル化メラミン樹脂（ニカラック〔登録商標〕ＭＸ−７０６（２−プロパノール溶液、固形分濃度７０質量％）（（株）三和ケミカル製））０．６ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル３３．４ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７３．５ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。

【0066】

＜比較例３＞
合成例８で得られたポリマーの溶液５．０ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル６５．６ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２９．４ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。

【0067】

＜比較例４＞
合成例１で得られたポリマーの溶液８．０ｇ、酸化合物としてｐ−トルエンスルホン酸一水和物０．０２ｇ及び架橋剤としてテトラメトキシメチルグリコールウリル（ＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ〔登録商標〕１１７４（日本サイテックインダストリーズ（株）製））１．２ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル１１１．８ｇ及び乳酸エチル４１．９ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。

【0068】

＜比較例５＞
合成例１で得られたポリマーの溶液８．０ｇ、酸化合物としてｐ−トルエンスルホン酸一水和物０．０２ｇ及び架橋剤としてテトラメトキシメチルグリコールウリル（ＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ〔登録商標〕１１７４（日本サイテックインダストリーズ（株）製））１．４ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル１１８．７ｇ及び乳酸エチル４４．９ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。

【0069】

［耐溶剤性試験］
実施例１乃至実施例１６及び比較例１乃至比較例５で調製したカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物をそれぞれ、シリコンウエハー上にスピンコーターを用いて塗布し、ホットプレート上において１００℃で１分間、さらに２００℃で５分間ベークを行い、膜厚０．０６μｍの膜を形成した。これらの膜に対して、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、シクロヘキサノン、２−プロパノール及び２．３８質量％濃度の水酸化テトラメチルアンモニウム（以下、ＴＭＡＨと略称する。）水溶液に、それぞれ２３℃の温度条件下、５分間浸漬した後、１００℃で１分間乾燥ベークを行った。浸漬前及び乾燥ベーク後の膜厚測定を行い、膜厚変化を算出した。前記浸漬溶剤のうち１つでも、浸漬前の膜厚に対して１０％以上の膜厚増減があった場合は“×”、全ての溶剤について膜厚増減が１０％未満であった場合は“○”として耐溶剤性を評価した。評価結果を表１に示す。

【0070】

［透過率測定］
実施例１乃至実施例１６及び比較例１乃至比較例５で調製したカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物をそれぞれ、石英基板上にスピンコーターを用いて塗布し、ホットプレート上において１００℃で１分間、さらに２００℃で５分間ベークを行い、膜厚０．０６μｍの膜を形成した。これらの膜に対して、紫外線可視分光光度計ＵＶ−２５５０（（株）島津製作所製）を用いて、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で波長を２ｎｍずつ変化させて透過率を測定した。さらにこの膜を２６０℃で５分間加熱した後、再び波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で波長を２ｎｍずつ変化させて透過率を測定した。２６０℃で５分間加熱する前及び後での、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で測定された最低透過率の値を表１に示す。

【0071】

［カラーレジスト残渣］
実施例１乃至実施例１６及び比較例１乃至比較例５で調製したカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物をそれぞれ、シリコンウエハー上にスピンコーターを用いて塗布し、ホットプレート上において１００℃で１分間、さらに２００℃で５分間ベークを行い、膜厚０．０６μｍの膜を形成した。この膜上に、顔料としてＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６及びＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３を含む、光ラジカル重合性顔料分散型青色カラーレジスト液を塗布し、ホットプレート上において１００℃で１分間ベークを行い、膜厚０．５μｍの青色カラーレジスト膜を形成した。次いで、ｉ線ステッパーＮＳＲ−２２０５ｉ１２Ｄ（ＮＡ＝０．６３）（（株）ニコン製）を用いて、前記青色カラーレジスト膜を、マスクを介して露光し、２．３８質量％のＴＭＡＨ水溶液で６０秒間現像し、超純水で２０秒間リンス後、乾燥して、１００μｍ×１００μｍの矩形パターンを形成した。走査型電子顕微鏡Ｓ−９２６０（（株）日立ハイテクノロジーズ製）を用いて、矩形パターン周囲のカラーフィルター下層膜上の青色カラーレジスト残渣の観察を行った。比較例１と比較した際の残渣レベル評価結果を表１に示す。さらに矩形パターン周囲を３０，０００倍の倍率で撮影した写真を図１乃至図２１に示す。カラーフィルター下層膜上に観察される青色カラーレジスト残渣が、比較例１よりも“少ない”、“多い”、“同等”の３レベルで、残渣レベルを評価した。

【0072】

【表1】

【0073】

表１の結果から、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成された膜は、高耐溶剤性、高透明性であると共に、２６０℃で加熱した後でも着色しない高耐熱性を有するものであった。また、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成された膜上では、カラーレジストの残渣がほとんど観察されず、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成された膜はカラーレジストの残渣の発生を抑える効果に優れるものであった。一方、比較例１乃至比較例５で調製したカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成された膜についても、高耐溶剤性、高透明性であると共に、２６０℃で加熱した後でも着色しない高耐熱性を有するものであった。しかし、比較例１乃至比較例５で調製したカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成された膜上では、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成された膜上と比較してカラーレジストの残渣が多く観察された。すなわち、比較例１乃至比較例５で調製したカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成された膜は、カラーレジストの残渣の発生を抑える効果は無い又は不十分なものであった。

【産業上の利用可能性】

【0074】

本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物は、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等のデバイスにおける、カラーフィルター下層膜、平坦化膜、フィラー分散レジスト下層膜等を形成する材料として好適である。また、本発明のカラーフィルター下層膜上にカラーレジストパターンを形成した場合、カラーレジストの残渣の発生を抑えることができ、カラーフィルターを備えたデバイスの品質及び歩留まりの向上に有用である。

【図面の簡単な説明】

【0075】

【図1】図１は、実施例１のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。

【図2】図２は、実施例２のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。

【図3】図３は、実施例３のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。

【図4】図４は、実施例４のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。

【図5】図５は、実施例５のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。

【図6】図６は、実施例６のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。

【図7】図７は、実施例７のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。

【図8】図８は、実施例８のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。

【図9】図９は、実施例９のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。

【図10】図１０は、実施例１０のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。

【図11】図１１は、実施例１１のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。

【図12】図１２は、実施例１２のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。

【図13】図１３は、実施例１３のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。

【図14】図１４は、実施例１４のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。

【図15】図１５は、実施例１５のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。

【図16】図１６は、実施例１６のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。

【図17】図１７は、比較例１のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。

【図18】図１８は、比較例２のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。

【図19】図１９は、比較例３のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。

【図20】図２０は、比較例４のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。

【図21】図２１は、比較例５のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】